Экономическая часть

4. Экономическая часть

 

4.1 Экономическое обоснование модернизации блока управления аппарата искусственной вентиляции легких «Спирон – 201)

Целью данного расчета является выявление актуальности и целесообразности изготовления нового вида продукции, расчет выгоды от внедрения его в производство, а также определения преимуществ и возможных недостатков по сравнению с базовым образцом. В задачу расчета входит:

– определение всего объема затрат на изготовление и проектирование нового вида продукции, вычисление ориентировочной цены изделия и сравнение ее с базовой;

– расчет затрат, связанных с эксплуатацией нового оборудования;

– определение условно-годовой экономии.

4.2 Расчет капитальных затрат.

Затраты на разработку и изготовление нового образца изделия и внедрение его в производство определяют по формуле:

К_вн=З_пк+З_тех+З_ин+З_ко+З_ис+З_кд, (4.2.1)

где,

З_пк – затраты на проектирование и конструирование нового изделия;

З_ин – затраты на изготовление нового изделия;

З_тех – расходы на разработку технологических процессов;

З_ко – расходы на конструирование и изготовление техоснастки;

З_ис – расходы на испытания;

З_кд – расходы на корректировку технологической документации;

Затраты определим методом прямого счета. Этот метод предполагает подробный расчет всех составляющих затрат на разработку и изготовление нового изделия.

Затраты на конструкторскую разработку. Затраты на проектирование З_пк могут быть определены в соответствии с нормами времени и расценками на все виды проектно-конструкторских работ по формуле:

З_пк=Т_к Ч_с (4.2.2)

где,

Т_к – трудоемкость ПКР, чел./ч;

Ч_с – стоимость одного чел./руб.

Трудоемкость ПКР можно определить по формуле:

Т_к=åt_k×A×K_ki×K_ri, [чел./ч], (4.2.3)

где,

t_k-трудоемкость ПКР на определенный формат чертежа чел./ч

А – число чертежей (листов) соответствующего формата;

К_ki,К_ri-коэффициенты новизны и сложности.

Таблица 1. Коэффициенты для расчета трудоемкости конструкторских работ

Формат и характеристика чертежа	Число Чертежей А	Трудоемкость tki	Коэффициент конструктивной сложности Кki			Коэффициент графической сложности Кri
А1-микроконтроллер А1 – генератор вдоха	1 1	26,4 33,6		1 1,3	1,0 1,0

Т_к=26,4×1×1+33,6×1,3×1=70,08 чел./ч

Величина: Ч_с=125/(24*8)=0,65 руб.

Находим величину затрат на ПКР:

З_пк=70,08×0,65=45,552 руб.

4.2.1 Затраты на материалы и комплектующие изделия

Общая сумма затрат на основные материалы и покупные комплектующие изделия рассчитываются по формуле:

З_м=q_закЦ_м+П_пи, [руб.] (4.2.4)

где,

q_зак - норма расхода соответствующего материала;

Ц_м – цена 1 кг. данного вида материала, руб.;

П_пи – стоимость покупных изделий, руб.

Расход и стоимость покупных изделий – в таблице 2.

Таблица 2. Расходы на покупные изделия

№	Наименование изделия	Количество	Цена, руб.	Общая стоимость, руб.	Стоимость транспортировки, руб.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14	Микропроцессоры: I8255A I8253A I8251A I8259 I8080A SN74LS240N SN74LS138N HM6516 I8257 I8243 SN74LS373N I8224 Тахогенератор Скоба Итого	2 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1	37 40 120 42 36 25 25 16 36 32 25 34 200 11	74 80 120 42 36 25 25 16 36 32 25 34 200 11 756	2,22 2,4 3,6 1,26 1,08 0,75 0,75 0,48 1,08 0,96 0,75 1,02 6 0,33 22,68

Находим величину затрат на материалы и комплектующие изделия:

З_м=774,68 руб.

Заработная плата основных производственных рабочих

Основная заработная плата рабочих, изготовляющих изделия и узлы, ведущих монтаж и сборку, настройку проектируемого и базового изделий определяется по укрупненным нормативам, исходя из фактических трудовых затрат. Общий размер основной заработной платы определяется по формуле:

 

З_з=t_штЧ_сК_т, (5)

где,

t_шт - норма времени на операцию;

Ч_с – часовая ставка первого разряда, руб.;

К_т – тарифный коэффициент соответствующего разряда.

Расчет трудоемкости по деталям приведен в таблице 3.

Таблица 3. Перечень изготавливаемых деталей с операциями обработки

№	Изделие и наименование операции	Разряд работ	Тарифный коэффициент	Норма времени	Заработная плата, руб.
1	Общая сборка	3	1,29	10	17,63
Итого:					17,63
Цеховые накладные расходы (75%)					13,22
Общезаводские накладные расходы (150%)					26,445

Себестоимость изделия включает в себя стоимость основного материала и комплектующих изделий, основную заработную плату производственных рабочих и косвенные расходы, приходящиеся на единицу продукции. На основе произведенных выше расчетов составляем калькуляцию себестоимости изделия (Таб. 4)

 

Таблица 4. Калькуляция затрат на изделие

Наименование затрат	Сумма, руб. .
ПКР	45,552
Осн-ые материалы и покупн. идел-ия	774,68
Основная заработная плата	17,63
Цеховые расходы	13,22
Общезаводские расходы	26,445
Итого:	877,527
Внепроизводственные расходы составляют 5% от заводской себестоимости изделия: 877,527х 0,05=43,87635 руб.; Полная себестоимость: 877,527+43,87635=921,4 руб.

Плановая прибыль составляет 15% от полной себестоимости проектируемого изделия:

921,4 х 0,15= 138,21 руб.;

Ориентировочная цена проектируемого изделия составляет:

921,4+138,21+108320=109379,61

Полученная цена проектируемой установки К₂= 109379,61 руб. выше стоимости базовой, которая составляет: К₁= 108320 руб. на 1059,61 руб.

Данная модернизация блока управления проводится с целью повышения надежности. В данном случае надежность повысится в 1,5 раза, в результате чего средняя наработка на отказ повышается с 2000 ч. до 3000 ч.

Расчет затрат, связанных с эксплуатацией АИВЛ «Спирон – 201»

Эксплуатационные расходы включают в себя затраты на основные и вспомогательные материалы, заработную плату обслуживающего персонала, затраты на энергию, ремонт изделия, амортизационные отчисления, прочие расходы.

1)  Заработная плата дежурного оператора определяется по формуле:

З_п=З_о+З_д+Н_ч, (6)

где,

З_о – основная зарплата;

З_д – дополнительная зарплата (30% от З_о)

Н_ч – начисления соцстраху (39% от суммы З_о и З_д).

а) основная зарплата дежурного оператора определяется по формуле:

З_о=К_т*Ч_тс*Ф_др*К_о*m (7)

где,

Ч_тс – часовая тарифная ставка первого разряда;

К_т – тарифный коэффициент соответствующего разряда;

Ф_др – действительный годовой фонд времени одного рабочего;

К_о – коэффициент учета нормы обслуживания;

m – количество смен;

Ф_др=(Д_г-Д_н)*t_с=(260–27)*8=1864 часов

Проектируемое изделие:

Ч_с=1,367; Ф_др=1864;

К_о=0,4; m=3; К_т=1,33;

З_о=1,367*1,33*1864*0,4*3*1=4066,74 руб.

б) находим величину дополнительной зарплаты:

З_д=4066,74*30%=1220,02 руб.

в) находим величину начислений соцстраху:

Н_ч=(4066,74+1220,02)*39%=2060,83 руб.

Находим величину заработной платы дежурного оператора:

З_п=4066,74+1220,02+2061,83=7348,59 руб.

2) Затраты на энергию определяются по формуле:

З_э=(N_qК_wС_э/60К) Ф_до, (8)

где,

N_q – установленная мощность, кВт;

К – коэффициент использования по времени;

С_э – стоимость 1 кВт/ч;

Ф_до – действительный фонд времени работы техники;

К_w – коэффициент использования мощности;

Ф_до=Д_г * m * t_с * r =260 * 3*8*0,95=5928 час

где

r=0,95 – коэффициент учитывающий время пребывания оборудования в ремонте;

З_э=(5×0,9×0,3/60×1) 5928=133,38 руб.

3)  Затраты на ремонт составляют 5% от цены изделия:

Проектируемой – 109379,61×5%=5469 руб.,

базовой  – 108320×5%=5416 руб.

4) Величина амортизационных отчислений составляет 15% от стоимости изделия:

Проектируемая – З_а=109379,61×15%=16407 руб.

Базовая – З_аб=108320×15%=16248 руб.

5) Прочие расходы определяются по формуле:

З_пр=З_озп*(d/100), (9)

где,

З_озп - размер основной зарплаты;

d-процент прочих расходов.

З_пр=4066,82*(10/100)=406,68 руб.

Результаты, приведенных выше расчетов эксплутационных расходов по базовой и новой установкам, занесены в таблицу 7.

Таблица 7. Калькуляция затрат, связанных с эксплуатацией

Наименование затрат	Сумма, руб. Базовое Проектируемое
З/п дежурного оператора	7348,59	7348,59
Затраты на энергию	133,38	133,38
Затраты на ремонт	5416	5469
Величина амортизационных отчислений	16248	16407
Прочие расходы	406,68	406,68
ИТОГО	29552,65	29764,65

4.3.2 Расчет экономической эффективности АИВЛ «Спирон – 201»

Т.к. в данной модернизации имеются дополнительный капитальные затраты, определяется срок окупаемости их по следующей формуле.

Т_ок=(К₂-К₁)/(С₁-С₂),

Где К₁ и К₂ – соответственно капитальные вложения до и после внедрения новой техники

С₁ иС₂ - годовая себестоимость работы, до и после внедрения новой техники.

Т_ок=1,2 года

Расчет прибыли от производства модернизированной продукции

5. Безопасность разрабатываемого устройства   5.1 Анализ опасных вредных факторов АИВЛ (Спирон – 201)

Современная передовая техника неразрывно связана с электричеством. В последние годы созданы новые электроаппараты для медицины, целые диагностические и терапевтические комплексы, различные терапевтические материалы. Нарушение правил техники безопасности, недостаточная культура обслуживания могут вызвать поражение людей электрическим током.

Важным фактором безопасности в аппарате ИВЛ «Спирон-201», на который необходимо обратить внимание, является электробезопасность. Напряжения, применяемые в аппарате составляют от 10 до 220 В, поэтому есть реальная угроза получения электротравмы. Электротравмы возникают при прохождении электрического тока через тело человека или попадении последнего в сферу электрической дуги.

Практически условиями возникновения электротравм являются: прикосновение к токоведущим частям, находящимся под напряжением (например, случайное или намеренное прикосновение к оголенным проводам, зажимам, токоведущим частям электромашин, ламповых патронов); прикосновение к конструктивным частям электросети и оборудования, оказавшимся под напряжением при повреждении изоляции (например, прикосновение к корпусу электродвигателя, имеющего замыкание на корпус); нахождение вблизи места замыкания на землю; прикосновение к металлическим частям аппарата, случайно оказавшимся под напряжением; короткое замыкание.

Степень опасности и возможность поражения электрическим током при соприкосновении с токоведущими частями, находящимися под напряжением, зависят от того, каким образом произошло включение человека под напряжение. Необходимо заметить, что даже напряжения в 36 В и менее могут вызвать смертельный исход в особых ситуациях. Причиной поражения в данном случае – возникновение электрической цепи через акупунктурные зоны. Известно, что акупунктурные точки являются своеобразной системой автоматического регулирования человека. Каждая отвечает за определенный физиологический процесс.

Акупунктурная зона на ладонях воздействует на функции дыхания, поэтому при поражении этой зоны у медсестры даже при небольшом напряжении возможна остановка дыхания.

  5.2 Последствия воздействия вредных факторов на человека и окружающую среду

Действие электрического тока на человека сложно и многообразно: оно может быть термическим (ожог), механическим (разрыв тканей и костей), химическим (электролиз). Но самое главное – ток действует биологически, нарушая те процессы, с которыми связана жизнеспособность живой материи. В мышечной ткани, особенно при сокращении сердечной мышцы, в тканях центральной и периферической нервной системы и в других тканях возникают биотоки. При электропоражениях, когда электрические токи из приборов проникают в организм, нарушается биологическое равновесие и возникают патологические явления, приводящие к различным исходам.

Прохождение электрического тока через биологические ткани вызывает ионизацию их атомов, изменяет мембранный потенциал клеток и самих тканей. Это приводит к изменениям в силе и напряжении биотоков; нарушается нормальное функционирование тканей, возникает либо возбуждение, либо торможение центральной нервной системы.

Таким образом, развитие электротравмы возможно не только по причине ионизации атомов и молекул тканей от прохождения электрических токов, но и от изменения потенциалов клеток тканей органов. Биологическим следствием этого являются нарушения в обмене веществ, могущие привести к летальному исходу.

Помимо этого, в результате теплового, химического и физического действия тока в организме происходят одновременно физико-химические процессы, например, образование «костных буч», разрыва тканей, костей, электролиз и т.д. При контактных электротравмах поражается весь организм.

В зависимости от патологических процессов, возникающих при поражениях электрическим током, согласно предположению академика Г.А. Френкеля, принята следующая классификация электротравм по степени их тяжести: элетротравмы I степени – наличие судорожного сокращения мышц без потери сознания; электротравмы II степени – судорожное сокращение мышц и потеря сознания; электротравмы III степени – потеря сознания и нарушение функций сердечной деятельности или дыхания (возможно и то и другое); электротравмы IV степени – клиническая смерть.

Контактные ожоги развиваются в результате комплексного электрического и термического воздействия тока и вызывают глубокие патологические изменения в сосудах, нервах, ионизированных тканях.

Различают четыре степени электрических ожогов: I степень – покраснение кожи; II степень – образование пузырей; III степень – обугливание кожи; IV степень – обугливание подкожной клетчатки, мышц, сосудов, нервов.

Безболезненность контактных ожогов обусловлена поражением самих нервов. Контактные ожоги при напряжении выше 1000 В обычно бывают III и IV степени. При напряжении 127 В ожоги отмечаются у 45% пострадавших; при 65 В ожогов не наблюдается.

Также проявляются так называемые «местные травмы», к которым обычно относят знаки тока, металлизацию и некоторые другие травмы неэлектрического происхождения. Под знаком тока понимают такие ожоги, которые локализуются в поверхностных слоях кожи (эпидермиса). Однако, эти ожоги нельзя отождествлять с термическими ожогами I и II степени, так как при электрических ожогах образование тепла происходит в самих тканях, а при термических – тепло действует извне.

Электрические знаки возникают при хорошем контакте. По внешнему виду они являются поражением круглой или эллиптической формы серого или бело-желтоватого цвета с резко очерченными краями. Размеры их не более 5 мм. В некоторых случаях электрические знаки, имеющие значительные размеры, представляют собой форму или отпечаток той части установки, с которой произошло соприкосновение. Иногда эти знаки появляются спустя некоторое время. Как характерную особенность следует отметить их безболезненность и отсутствие вокруг них воспалительных процессов и нагноения.

Специфическим видом электротравм является металлизация кожи, – так называемое пропитывание кожи мельчайшими частицами металла, разрушающегося и проникающего в кожу на месте контакта под влиянием механического или химического воздействия тока. При возникновении дуги металл токоведущей части, где возникла дуга, испаряясь, механически заносится в глубь кожи и осаждается в ней, придавая коже своеобразную окраску. Металлизация возможна также и при плотном соприкосновении кожи к токоведущей части без образования электрической дуги вследствие электролитического действия тока, когда последний, разлагая жидкость органических тканей, создает в ней основные и кислотные ионы. В большинстве случаев металлизированная кожа сходит, и не остается никаких следов.

Поражающее действие электрического тока зависит от следующих факторов: значения и длительности протекания тока через тело человека, рода и частоты тока, индивидуальных свойств человека.

Сопротивление тела человека принимается равным 1000 Ом. Человек начинает ощущать ток величиной 0,6–1,5 мА. Сопротивление тела человека резко падает в зависимости от времени воздействия. Наиболее опасным является переменный ток с частотой 20–100 Гц.

5.3 Разработка мероприятий, направленных на уменьшение воздействия опасных факторов

Основные мероприятия, обеспечивающие электробезопасность, могут быть следующими.

Электрические сети, установки, оборудование должны быть выполнены так, чтобы токоведущие части их, находящиеся под напряжением, были недоступны для случайного прикосновения.

Недоступность токоведущих частей достигается или надлежащей их изоляцией, применением различных защитных кожухов; или расположение токоведущей части на недоступной высоте в тех случаях, когда нельзя использовать изоляцию.

Выбор средств для предупреждения случайного прикосновения к токоведущим частям производится с учетом местных условий.

Для защиты от опасности поражения электрическим током в случае перехода напряжения на металлические конструктивные части электрических частей, установок и оборудования используют специальные устройства – защитное заземление и защитное отключение. При помощи этих устройств возникающие на конструктивных частях напряжения снижаются до безопасной для человека величины или автоматически отключается оборудование.

Звуковая и световая сигнализация, применяемая во многих случаях одновременно, служит эффективным средством предотвращения электротравматизма.

Степень опасности и вероятность поражения электрическим током в значительной мере зависят также от режима нейтрали сети. Двухфазное включение человека в 3-х фазную сеть представляет опасность с летальным исходом независимо от режима нейтрали. А при однофазном включении человека в сеть нейтраль играет решающее значение.

Исключительно важное значение для безопасной, безаварийной и экономичной работы электрооборудования имеет исправное состояние изоляции. Только исправная изоляция выполняет свою защитную функцию от чрезмерных токов утечки, от возможности поражения током, от коротких замыканий и связанных с ним пожаров.

Заключение

В данном дипломном проекте была проведена модернизация блока управления аппарата искусственной вентиляции легких «Спирон-201» с целью повышения надежности. Для этого отечественные микросхемы, входящие в состав микроконтроллера были заменены на их зарубежные аналоги. В результате этого повысилась вероятность безотказной работы блока управления, а так же повысилась средняя наработка на отказ в 5 раз. Так же для повышения надежности был экранирован блок печатных плат, входящий в блок управления. А в расчетно–конструкторской части была рассчитана толщина экрана D=0,3 мм.

В блоке генератора вдоха на выходном валу асинхронного двигателя был установлен тахогенератор и в расчетно-конструкторской части было проведено моделирование полученной следящей системы. В результате моделирования было установлено, что тахогенератора устраняет колебания и улучшает параметры переходного процесса.

Так же в расчетно-конструкторской части дипломного проекта был проведен расчет основных параметров следящей системы и расчет основных параметров электродвигателя.

Список используемой литературы

1. Паспорт на аппарат искусственной вентиляции легких «Спирон – 201» №-706 Т А2.832.040 ПС.КХ 1992 г.

2. Половко А.М., Маликов И.М. «Сборник задач по теории надежности»; М:1974

3. Голинкевич Т.А. «Прикладная теория надежности», М: 1980

4. Никулин С.М. «Надежность элементов РЭА», М: 1979

5. http:www.elstandart. spb.ru (rus/dest/dest_3_1_4_1.html).

6. MIL – HDBK – 217 F

7. «Несущие конструкции РЭА»/Под ред. Овсищер П.И., Голованов Ю.В., Ковешников В.П. и др. – М.:Радио и свяхь, 1988

8. «Конструирование приборов» /Под ред. В. Краузе. Пер. с нем. В.Н. Пальянова; – Кн.1 – М.:Машиностроение, 1987

9. Буловский П.И., Зайндберг М.Г. «Надежность приборов систем управления». Справочное пособие. Л., «Машиностроение», 1975

10. Н.П. Ермолин «Электрические машины малой мощности», издательство «Высшая школа», М, 1967

11. Справочник по электрическим машинам. В двух томах./ Под общей редакцией И.П. Копылова, Б.К. Клокова – М., Энергоатомиздат, 1989

12. К.Я. Стародуб, Н.Н. Михайлов «Синхронные передачи и следящие системы», М., «Машиностроение», 1971

13. Н.Н. Щелкунов, А.П. Дианов «Микропроцессорные средства и системы», М.: Радио и связь, 1989

14. ГОСТ Р 50444–92 «Приборы, аппараты и оборудования медицинские».

15. ГОСТ Р 50267.04–99. «Изделия медицинские электрические ч. 1. Общие требования безопасности. Требования к программируемым медиинским электронным системам.

16. Коршунов Ф.П., Богатырев Ю.А., Вавилов В.Л. Воздействия радиации на интегральные микросхемы. – М., наука и техника, 1986

17. Гальперин Ю.С. О применении международных стандартов в практике разработки АИВЛ. // Мед. Техника. – .М. Медицина –1000 – №3. - с. 8–10.

18. Всеволод Бурцев Возможности использования зарубежной элементной базы. // Живая электроника России 2002. – М., 2002 – №4 – с. 33 – 36.